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热处理畸变的三种类型

阅读:86          发布时间:2019/9/29

工件的热处理畸变,按其产生时期来分,有淬火时产生的畸变(即淬火畸变)和热处理后放置时间内产生的畸变(即时效畸变)。按产生畸变的形式可分为:形状畸变(几何形状的翘曲、扭曲、弯曲)和体积畸变(体积的胀缩)。然而,实际上这两种形式的畸变很少单独存在,由于钢材成分、工件加工形状差异和工艺操作等因素影响,上述两种形式经常同时发生。

1.形状畸变

热处理时工件形状的变化是由于内应力和外应力综合作用形成的,在加热和冷却过程中工件的各部分温度有差异,热胀冷缩不均和组织转变不同时,内部就产生了内应力。形状复杂、截面尺寸相差大、尺寸大的工件产生的内应力更大。当内应力超过了材料的屈服强度,就要发生塑性畸变,由此引起工件形状变化。工件的自重引起下垂并产生应力,导致形状的翘曲、弯曲及扭曲等非正常畸变。例如,长齿轮轴的弯曲;大直径盘形齿轮及薄壁齿圈、齿套等的翘曲或圆度畸变等。这类畸变是比较明显的,容易通过目测来判断。

工件产生形状畸变的形成条件是,当工件本身受到某种应力(外加机械应力、热应力或组织应力等)作用,其应力值超过了工件材料在该状态下的屈服强度后产生翘曲、扭曲等形式的塑性畸变。

2.体积畸变

工件经热处理后其金相组织发生了改变,各种组织的比体积差异引起工件呈比例的胀缩,体积变化不会影响该工件原来的形状。例如,齿轮轴的轴向伸长、缩短等。这类畸变量一般较小,目测很难判断。

工件的体积畸变与各相组织转变时成分和合应力有关,而与热处理应力作用的大小无关。体积变化的大小与下列因素和条件有关:①淬火前后组织比体积差越大,体积的畸变越大;②提高淬火温度,奥氏体中合金元素的含量提高,使马氏体的比体积增大,残留奥氏体增加;③全部淬透后的工件体积畸变最大。

3.微畸变

微畸变是由于热处理后的不稳定组织(如淬火后的马氏体和残留奥氏体)和不稳定的应力状态(无论压应力或拉应力),在常温或零下温度较长时间的放置或使用过程中,逐渐发生转变并趋于稳定,由此而伴随有畸变的出现。例如,渗碳或感应淬火后的齿轮齿形、表面形状的变化(如公法线长度和齿厚变化),其是造成齿轮工作时产生噪声的原因之一。

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